用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头及其方法技术

本申请公开了一种用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头及其方法，该钻头包括：杆体、钻尖、螺旋切土叶片、中心主轴、切割叶片、喷药孔、钉型搅拌叶片；杆体的底面上设置钻尖；钻尖上缠绕设置螺旋切土叶片；杆体下部内部设置中心主轴；杆体内设置空腔，空腔设置于中主轴上方；空腔侧壁上对称开设喷药孔；杆体上部外侧壁上对称设置钉型搅拌叶片。该钻头可有效解决修复土壤的上下扰动、准确控制不同深度的修复药剂投加量、修复药剂和土壤混合均匀充分等药剂注入和土壤搅拌技术问题及其组合问题，可大大缩短修复工期、提高修复效率，增强修复效果，成效明显。成效明显。成效明显。

【技术实现步骤摘要】
用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头及其方法


[0001]本申请涉及污染治理
，特别是一种用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头及其方法。

技术介绍

[0002]污染土壤修复是利用物理、化学或生物的方法，降解转化和吸收场地土壤或地下水中的污染物(重金属、有机物)，使其浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害污染物转化为无害物质的过程。按处置场所不同，现有污染场地修复方法包括：原位修复和异位修复，异位修复法主要是将污染土壤挖出或将污染地下水抽出，在另一处置场所对受污染土壤或地下水进行处理，其特点是工程量较大、费用较高且二次污染问题严重，仅能适用于小面积或重污染地块。原位修复为原位投加修复药剂，对修复场地土壤扰动较小，不存在运输过程中产生二次污染的问题，工程投资相对较小。
[0003]现多采用深层污染土壤修复药剂的原位投加方法，该方法又分为：直压式高压注射技术、高压旋喷注入技术、原位深层搅拌注入技术、建井注入技术及其它岩土注浆技术等。以上方法存在不同的问题：
[0004]1)不能使修复药剂和土壤充分混合均匀，不能使药剂与污染物反应充分，修复效果大打折扣；
[0005]2)对修复土壤的上下扰动太大，不符合不同深度的土壤污染程度不同的实际情况，不符合原位修复的技术要求；
[0006]3)不能准确控制投加于不同深度的药剂量；
[0007]4)不能很好地解决修复药剂注入污染场地的深度、面积等准确位置；
[0008]5)修复周期长、投资大，修复效率低；均存在诸多不足之处。
>[0009]原位深搅施工技术，是公路路基工程施工中的重要技术之一，其将水泥当作固化剂使用，改善公路路基性能，利用搅拌桩机混合水泥浆液和软土，通过强制搅拌达到加固效果，有利于提高公路路基的稳定性。
[0010]将原位深搅施工技术应用于深层污染土壤的原位修复，即利用水泥搅拌桩机对深层污染土壤进行原位修复，注入药剂后需要进行搅拌施工。
[0011]粘性红壤包括：石英砂粒及高岭石、伊利石、绿泥石等次生粘土矿物，其中粘性颗粒占比可达到50％以上，一旦污染后，位于地下2～10m的区域的粘性红壤处理难度尤其高，粘性颗粒搅拌存在搅拌困难，添加药剂在土壤中流动性较差，容易停留在某一深度土层中，难以下移布满该深度区域土壤，导致添加处理药剂后，原位修复处理效果差的情况。
[0012]但现有的各类水泥搅拌桩机在使用中，容易导致土壤上下扰动过大，导致待处理污染土壤与干净土壤混合或向洁净土壤扩散，造成污染外溢；现有桩机使用中由于坑位较深导致投加后的药剂难以与待处理土壤混合均匀；土壤与药剂的搅拌混匀时间长、修复效率低问题。
[0013]采用现有桩机难以实现土壤污染原位修复，不适用于大面积的土壤污染修复场
地。

技术实现思路

[0014]本申请提供了一种用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头及其方法，用于解决现有技术中存在的原位深搅污染土壤修复方法中所用桩机的钻头在搅拌加药过程中容易导致土壤上下扰动过大，导致待处理污染土壤与干净土壤混合或向洁净土壤扩散，造成污染外溢；现有桩机使用中由于坑位较深导致药剂投加后难以与待处理土壤混合均匀；土壤与药剂的搅拌混匀时间长、修复效率低的技术问题。
[0015]本申请提供了一种用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头，包括：杆体、钻尖、螺旋切土叶片、中心主轴、切割叶片、喷药孔、钉型搅拌叶片；杆体的底面上设置钻尖；钻尖上缠绕设置螺旋切土叶片；杆体下部内部设置中心主轴；杆体内设置空腔，空腔设置于中主轴上方；空腔侧壁上对称开设喷药孔；杆体上部外侧壁上对称设置钉型搅拌叶片；
[0016]螺旋切土叶片连续且伸出长度从钻尖向杆体方向逐步增长；
[0017]螺旋切土叶片与钻尖侧壁相连接处的水平面所成夹角为18
°
～22
°
；
[0018]螺旋切土叶片上部缠绕设置于中心主轴外侧壁上；
[0019]切割叶片包括：切割叶片A和切割叶片B，中心主轴上的螺旋切土叶片伸出中心主轴外最长处的相对侧壁上设有一同样长度的切割叶片A；
[0020]切割叶片A与杆体侧壁连接处的水平面夹角为18
°
～22
°
且等于螺旋切土叶片与钻尖侧壁相连接处的水平面所成夹角；
[0021]所述钻头适用于含水率为20％～35％、孔隙比为0.5e0～1.5e0，垂直渗透系数2
×
10
‑7KVcm/s～1.5
×
10
‑6KVcm/s，水平渗透系数1.0
×
10
‑7KHcm/s～9.8
×
10
‑7KHcm/s的粘性土壤；
[0022]切割叶片B设置于螺旋切土叶片与杆体相连接的螺旋方向延长线上；
[0023]切割叶片B成对设置于杆体两相对侧壁上；
[0024]喷药孔开设于各切割叶片B旋转方向后方的杆体上，并与空腔相连通。
[0025]优选地，钉型搅拌叶片成对设置于喷药孔上方。
[0026]优选地，第一钉型叶片组包括：成对设置的钉型叶片；第二钉型叶片组包括：成对设置的钉型叶片；第一钉型叶片组内钉型叶片与第二钉型叶片组内钉型叶片错位设置。
[0027]优选地，钉型搅拌叶片包括：第一钉型叶片组和第二钉型叶片组；第一钉型叶片组在第二钉型叶片组所处平面的投影与第二钉型叶片组成90
°
夹角。
[0028]优选地，第一钉型叶片组和第二钉型叶片组在垂直方向的间距为5cm。
[0029]优选地，包括：法兰连接盘，法兰连接盘设置于杆体顶面外侧壁上。
[0030]优选地，钻件外侧壁上环绕2圈螺旋切土叶片。
[0031]本申请的另一方面还提供了一种深层粘性红壤污染原位修复方法，包括以下步骤：在待处理区采用桩机开设多个搅拌孔；桩机上设置具有如上述结构的钻头；
[0032]搅拌孔直径为600mm，搅拌孔按梅花型布置，任三部分相交搅拌孔呈正三角形分布；相邻搅拌孔的中心点的横向间距为520mm；相邻列搅拌孔中心点的横向间距为450mm，各相邻搅拌孔相接处于咬合80mm。
[0033]优选地，修复土壤深度为2～10m。在该深度进行原位修复，能得到较好的处理效
果。
[0034]本申请能产生的有益效果包括：
[0035]1)本申请所提供的用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头，本申请提供钻头可有效解决修复土壤的上下扰动、准确控制不同深度的修复药剂投加量、修复、复药剂和土壤混合均匀充分等药剂注入和土壤搅拌技术问题及其组合问题，可大大缩短修复工期、提高修复效率，增强修复效果，成效明显。
[0036]2)本申请所提供的用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头，适用于不同污染程度的污染场地，由于土壤污染情况复杂，不同深度的土壤污染程度不一样，需要投加不同份量的修复药剂。本钻头仅开设了2个相对的喷药孔，可以精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于深层粘性红壤污染原位修复的桩机钻头，其特征在于，包括：杆体、钻尖、螺旋切土叶片、中心主轴、切割叶片、喷药孔、钉型搅拌叶片；杆体的底面上设置钻尖；钻尖上缠绕设置螺旋切土叶片；杆体下部内部设置中心主轴；杆体内设置空腔，空腔设置于中主轴上方；空腔侧壁上对称开设喷药孔；杆体上部外侧壁上对称设置钉型搅拌叶片；螺旋切土叶片连续且伸出长度从钻尖向杆体方向逐步增长；螺旋切土叶片与钻尖侧壁相连接处的水平面所成夹角为18
°
～22
°
；螺旋切土叶片上部缠绕设置于中心主轴外侧壁上；切割叶片包括：切割叶片A和切割叶片B，中心主轴上的螺旋切土叶片伸出中心主轴外最长处的相对侧壁上设有一同样长度的切割叶片A；切割叶片A与杆体侧壁连接处的水平面夹角为18
°
～22
°
且等于螺旋切土叶片与钻尖侧壁相连接处的水平面所成夹角；所述钻头适用于含水率为20％～35％、孔隙比为0.5e0～1.5e0，垂直渗透系数2
×
10
‑7KVcm/s～1.5
×
10
‑6KVcm/s，水平渗透系数1.0
×
10
‑7KHcm/s～9.8
×
10
‑7KHcm/s的粘性土壤；切割叶片B设置于螺旋切土叶片与杆体相连接的螺旋方向延长线上；切割叶片B成对设置于杆体两相对侧壁上；喷药孔开设于各切割叶片B旋转方向后方的杆体上，并与空腔相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志红，孔辉，胡飞，徐建永，
申请(专利权)人：云南圣清环境监测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：